5-氨基乙酰丙酸對(duì)丙酯草醚脅迫下油菜和牛繁縷幼苗生長(zhǎng)的影響及其調(diào)控機(jī)理.pdf

1、本研究通過(guò)5-氨基乙酰丙酸(ALA)和新型苗后除草劑丙酯草醚(ZJ0273)協(xié)同處理研究其對(duì)甘藍(lán)型油菜浙雙758(Brassica napus cv.ZS 758)種子萌發(fā)及生長(zhǎng)的影響。油菜種子用不同濃度的ZJ0273(100 (田間推薦濃度)、200、500和1000 mg/L)和ALA(0.1、1.0、10.0和50.0 mg/L)處理。ALA分先處理、后處理兩種與丙酯草醚協(xié)同處理方式。我們發(fā)現(xiàn)丙酯草醚對(duì)油菜生長(zhǎng)有抑制作用。幼苗地上

2、部分鮮重、苗高和根鮮重在丙酯草醚處理下明顯減小，且隨著丙酯草醚處理濃度的增加，減小越明顯。根系活力也隨著丙酯草醚濃度提高而呈降低趨勢(shì)。隨著丙酯草醚處理濃度的提高，植株的抗氧化酶(過(guò)氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD、抗壞血酸過(guò)氧化物酶APX)活性降低，丙二醛(MDA)含量提高。我們研究結(jié)果表明，低濃度的ALA(1.0 mg/L)促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)及根系活力，但高濃度的ALA(50.0 mg/L)卻抑制植株生長(zhǎng)。我們還發(fā)現(xiàn)，1.0 mg/L的

3、ALA和丙酯草醚協(xié)同處理的植株比對(duì)照植株有更大的地上部分鮮重、苗高、根鮮重和根系活力。低濃度的ALA提高抗氧化酶，降低MDA積累；而高濃度的ALA則相反。這些結(jié)果表明。ALA有提高油菜種子在除草劑丙酯草醚脅迫下萌發(fā)及生長(zhǎng)的作用。 通過(guò)不同時(shí)間間隔的ALA和丙酯草醚協(xié)同處理，研究其對(duì)甘藍(lán)型油菜浙雙。758(B.napus)萌發(fā)及生長(zhǎng)的最佳協(xié)同處理時(shí)間。油菜種子用不同濃度的丙酯草醚(100 (田間推薦濃度)、200、500和1 00

4、0 mg/L)和ALA(1 mg/L)處理，處理時(shí)間分別48和72 h。我們發(fā)現(xiàn)，丙酯草醚隨著時(shí)間及濃度的增加，對(duì)油菜萌發(fā)及生長(zhǎng)抑制增大：1 mg/L的ALA可以提高油菜種子在100-500 mg/L丙酯草醚脅迫下萌發(fā)及生長(zhǎng)生長(zhǎng)，但隨著協(xié)同處理時(shí)間延長(zhǎng)效果越差。 通過(guò)對(duì)油菜幼苗葉面噴施不同濃度的丙酯草醚和ALA處理，結(jié)果表明丙酯草醚濃度從100-1000 mg/L變化，逐漸抑制油菜幼苗生長(zhǎng)，生物量積累減少，凈光合速率和葉綠素含量

5、降低。POD、SOD和APX活性下降，MDA積累提高。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)10-100 mg/L ALA促進(jìn)油菜幼苗生長(zhǎng)，增加植株的鮮重、凈光合速率并提高葉綠素含量，POD、SOD和APX酶活性均比對(duì)照顯著提高，MDA積累減少。500 mg/L ALA效果相反，抑制作物生長(zhǎng)。100 mg/L ALA和不同濃度的ZJ0273協(xié)同處理。油菜幼苗均比對(duì)照有更好的生長(zhǎng)，生物量積累增加，凈光合速率提高，抗氧化酶活性增加。MDA積累減少。因此，100 mg/L

6、 ALA可以提高油菜幼苗在除草劑丙酯草醚脅迫下的耐性。 對(duì)油菜田主要闊葉雜草牛繁縷幼苗葉面噴施ALA和丙酯草醚，發(fā)現(xiàn)丙酯草醚濃度從100-1 000mg/L變化，對(duì)牛繁縷幼苗防除效果越好(植株生物量積累減少，凈光合速率和葉綠素含量降低)，POD、SOD和APX活性下降，MDA積累提高。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1-10 mg/L ALA促進(jìn)雜草生長(zhǎng)，100 mg/LALA抑制雜草生長(zhǎng)。100 mg/L ALA和丙酯草醚協(xié)同處理對(duì)油菜田雜草牛繁縷有

7、更好的防除效果，主要作用機(jī)理在于干擾雜草的光合作用及抗氧化酶系統(tǒng)。 牛繁縷對(duì)照植株葉綠體結(jié)構(gòu)正常，500 mg/L丙酯草醚處理后無(wú)基粒片層結(jié)構(gòu)，100 mg/L ALA處理后有基粒片層結(jié)構(gòu)，但基粒數(shù)目比對(duì)照要少，100 mg/L/ALA與500 mg/L丙酯草醚協(xié)同處理后嗜餓顆粒明顯增多。100 mg/L ALA處理后線粒體有少量空泡出現(xiàn)，500 mg/L丙酯草醚和100 mg/L ALA協(xié)同處理線粒體雙層膜開(kāi)始解體。對(duì)照和10

8、0 mg/L ALA處理細(xì)胞核形狀規(guī)則，500 mg/L丙酯草醚及協(xié)同處理的細(xì)胞核形狀變形。油菜對(duì)照植株葉綠體結(jié)構(gòu)正常，100 mg/L ALA處理基粒數(shù)目、基粒內(nèi)片層數(shù)目比對(duì)照明顯增多，500 mg/L丙酯草醚處理嗜餓顆粒增多，協(xié)同處理基粒數(shù)目比單獨(dú)除草劑處理基粒數(shù)目增多。對(duì)照線粒體結(jié)構(gòu)正常，100 mg/L ALA處理嵴膜清晰，嵴突明顯，500 mg/L丙酯草醚處理線粒體中央開(kāi)始出現(xiàn)空隙，協(xié)同處理較對(duì)照更完整清晰，嵴膜清晰，嵴突明顯

9、。對(duì)照株、協(xié)同處理及100 mg/L ALA處理細(xì)胞核形狀規(guī)則，核質(zhì)分布均勻，核仁正常，核膜完整。500 mg/L丙酯草醚處理后核膜模糊不清。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性原則,ALA與丙酯草醚協(xié)同處理對(duì)油菜及牛繁縷雜草幼苗的不同生理生化影響可能與細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。推測(cè)除草劑及其協(xié)同處理對(duì)作物及雜草的選擇性也與此相關(guān)。 利用雙向電泳等分析了ALA及除草劑丙酯草醚處理后甘藍(lán)型油菜及雜草牛繁縷的幼苗葉片內(nèi)蛋白質(zhì)含量及組分的變化。結(jié)果表

10、明，丙酯草醚處理會(huì)造成油菜幼苗內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量上升，ALA與丙酯草醚協(xié)同處理以及ALA處理可以使葉片內(nèi)可溶性蛋白在20 kD處含量基本恢復(fù)到對(duì)照水平。協(xié)同處理造成牛繁縷幼苗內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量顯著降低，且主要變化位置在20 kD分子量處。雙向電泳結(jié)果表明，丙酯草醚和ALA處理后，對(duì)油菜幼苗主要有兩種差異蛋白點(diǎn)類(lèi)型，對(duì)牛繁縷幼苗主要有三種差異蛋白質(zhì)點(diǎn)類(lèi)型。推測(cè)是由于與氧自由基清除酶系或系統(tǒng)獲得抗性相關(guān)酶系、丙酯草醚作用靶目標(biāo)及ALA的光動(dòng)